過零觸發(fā)是在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)，改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)來實(shí)現(xiàn)電壓或功率的控制。過零觸發(fā)的主要缺點(diǎn)是當(dāng)通斷比太小時(shí)會(huì)出現(xiàn)低頻干擾，當(dāng)電網(wǎng)容量不夠大時(shí)會(huì)出現(xiàn)照明閃爍、電表指針抖動(dòng)等現(xiàn)象，通常只適用于熱慣性較大的電熱負(fù)載。實(shí)際上就相當(dāng)于一個(gè)用于交流電路中的“電子開關(guān)”，這個(gè)電子開關(guān)的“接通”、“斷開”動(dòng)作是在交流電流過“0”點(diǎn)完成的。這樣的電路，對用電負(fù)荷不會(huì)造成“電流沖擊”。

中文名

過零觸發(fā)

目的

實(shí)現(xiàn)電壓或功率的控制

手段

改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)

適用

熱慣性較大的電熱負(fù)載

結(jié)構(gòu)工藝

過零觸發(fā)

交流開關(guān)模塊是一種四端無觸點(diǎn)的電子開關(guān)，它由二個(gè)反并聯(lián)晶閘管芯片和一個(gè)過零觸發(fā)電路組成，并混合集成在同一個(gè)盡緣樹脂外殼內(nèi)。形成輸進(jìn)、輸出端與銅底板之間盡緣的盡緣型模塊，其盡緣耐壓≥2500VRMS。當(dāng)輸進(jìn)端施加觸發(fā)信號(hào)后，其主電路即呈導(dǎo)通狀態(tài)，而無觸發(fā)信號(hào)時(shí)，即呈阻斷狀態(tài)，但因觸發(fā)電路是過零觸發(fā)，所以輸出器件的導(dǎo)通時(shí)刻將延遲到交流正弦波電壓零點(diǎn)交越四周（一般為±10V左右），其工作波形如圖2所示。由圖2可見，當(dāng)ωt=ωt1時(shí)加輸進(jìn)控制電流后，晶閘管未立即導(dǎo)通，直到電源電壓零點(diǎn)交越四周（即±10V左右），晶閘管才導(dǎo)通，負(fù)載才流過電流。當(dāng)ωt=ωt2時(shí)停止輸進(jìn)控制電流，晶閘管不立即關(guān)斷，直至電源電壓零點(diǎn)交越四周（即±10V左右），負(fù)載電流才停止，這樣，負(fù)載電流為正弦波，減少了對電網(wǎng)的干擾。

應(yīng)用領(lǐng)域

銅底板采用預(yù)彎技術(shù)，使其經(jīng)熱焊后仍能很好地與散熱器接觸，從而大大減少了模塊的接觸熱阻。采用既盡緣又導(dǎo)熱的DBC陶瓷板，一方面使模塊熱阻降低，進(jìn)步了它的載流能力，另一方面使模塊的主電極和控制電極與銅底板之間有≥2500VRMS的盡緣耐壓，因此可以把幾個(gè)交流開關(guān)模塊同時(shí)安裝在同一接地的散熱器上，使用方便、安全，大大縮小了裝置的體積。晶閘管芯片均采用進(jìn)口的玻璃鈍化方形芯片，使模塊電參數(shù)一致性好，可靠性高。模塊采用RTV硅橡膠、彈性硅凝膠和環(huán)氧樹脂等多重密封保護(hù)，使模塊的氣密性和耐濕潤性能進(jìn)步，從而使模塊能長期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

過零觸發(fā)電路做在一塊多層的PCB板上，并安置在功率器件的上面，電路板涂有RTV盡緣硅橡膠，以進(jìn)步板上高低壓之間的盡緣性能。過零觸發(fā)電路采用先進(jìn)的光耦合器件，內(nèi)置集成的過零檢測電路，光電隔離技術(shù)使模塊靜態(tài)dv/dt能力強(qiáng)，輸進(jìn)控制端與輸出功率端之間的盡緣耐壓高達(dá)7.5kV，克服了以往觸發(fā)方式易受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和電源波形畸變的影響，使輸出波形為正弦，波形無畸變，電磁干擾小、無噪音。觸發(fā)電路簡單可靠，調(diào)整輸進(jìn)控制電路的輸進(jìn)電阻值，可以適應(yīng)不同輸進(jìn)電壓（5V、12V、24V）的要求，但輸進(jìn)控制電流必須控制在12mA左右，可使觸發(fā)器件的壽命成倍進(jìn)步。

交流開關(guān)模塊與機(jī)械式開關(guān)相比，具有體積小、重量輕、開關(guān)速度快、靈敏度高、動(dòng)作無噪音、防爆、無火花、壽命長、免維護(hù)、耐振動(dòng)、抗沖擊、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因此，它已被廣泛用于計(jì)算機(jī)的外圍接口和裝置上，用于恒溫控制、交流電機(jī)控制、調(diào)功、電磁閥控制、單相和三相交流無觸點(diǎn)電力開關(guān)、數(shù)控機(jī)械、遠(yuǎn)控和各種產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化裝置以及晶閘管投切電容器型（TSC）靜止無功補(bǔ)償?shù)葓龊?，這對解決機(jī)電一體化、小型化、自動(dòng)化、抗干擾、防爆等提供了可靠的器件物質(zhì)基礎(chǔ)。

過電流

晶閘管交流開關(guān)模塊的過電壓和過電流保護(hù)與分立晶閘管的保護(hù)方法一樣。模塊過流保護(hù)可以采用外接快速熔斷器，傳感器和快速過流繼電器等方法，但一般常用方法是外接快速熔斷器，圖4是其接法?？烊鄣倪x用原則是其額定電壓應(yīng)略大于電路的正常工作電壓，如380V電壓選用500V的快熔；其額定電流應(yīng)按它所保護(hù)模塊實(shí)際通過的電流IR（RMS）來選配，而不是根據(jù)模塊的標(biāo)稱額定電流值來選配快速熔斷器。

過電壓保護(hù)?模塊過壓保護(hù)一般采用阻容吸收和壓敏電阻并用方式。對于持續(xù)時(shí)間較短，能量不大的過電壓，一般采用在模塊兩端并聯(lián)阻容吸收電路的方法，吸收電容把過電壓的電磁能量變成靜電能量存貯，吸收電阻除可防止電路振蕩外，還可限制晶閘管導(dǎo)通時(shí)電容放電產(chǎn)生的開通損耗和di/dt值，其接線方式如圖5所示。并聯(lián)在交流開關(guān)模塊的RC值可參考表2所列數(shù)值。對于持續(xù)時(shí)間較長，能量較大的過電壓，如雷擊引起的過電壓，將采用壓敏電阻保護(hù)。其接線方式如圖6所示。在選取壓敏電阻時(shí)，首先要確定它的標(biāo)稱電壓（V1mA）值，這是指壓敏電阻流過1mA電流時(shí)，它兩真?zhèn)€電壓?？紤]到電網(wǎng)波動(dòng)以及安全系數(shù)，一般380V電源采用1000V，220V電源采用630V的壓敏電阻。而壓敏電阻的通流容量應(yīng)大于電路實(shí)際浪涌電流值，一般為3～15kA。晶閘管交流開關(guān)模塊的應(yīng)用范圍已很廣泛，使用技術(shù)亦很成熟。